來自佛羅里達(dá)大西洋大學(xué)的研究人員推出了新的3D打印機(jī)器人手指，為“指紋”賦予了全新的意義，由形狀記憶合金（SMA）制成的仿生手指，外觀和動(dòng)作幾乎和真人的手指一樣。

　　該項(xiàng)目是由佛羅里達(dá)大西洋大學(xué)海洋和機(jī)械工程系的Erik Engeberg教授領(lǐng)導(dǎo)研發(fā)的，Engeberg的生物機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室FAU主要是致力于研究機(jī)器人、假肢、控制器的設(shè)計(jì)和生體模仿學(xué)。該仿生機(jī)器人手指主要用了SMA， 3D CAD模型和3D打印機(jī)來共同完成。

　　“我們已經(jīng)可以訓(xùn)練我們的機(jī)器人手指模仿像人的手指那樣做屈伸運(yùn)動(dòng)。”Engeberg教授解釋說。“我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)器人手指具有重量輕、靈巧、有力的特點(diǎn)，所以最終也可以作為一個(gè)假肢裝置使用。”

　　為了創(chuàng)造最逼真的模型，該團(tuán)隊(duì)甚至在線購買了一個(gè)手指的3D模型，然后再利用3D打印機(jī)打印出實(shí)體模型，其中包括手指模型的內(nèi)部和外部。在手指模型被3D打印出來后，在其里面放置一個(gè)屈伸致動(dòng)器、伸指執(zhí)行器和位置傳感器，這些驅(qū)動(dòng)器一起來實(shí)現(xiàn)手指的運(yùn)動(dòng)：當(dāng)它們受熱時(shí)，伸指執(zhí)行器得到感應(yīng)便會(huì)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)屈伸致動(dòng)器得到感應(yīng)形成彎曲的形狀，這樣就逼真地模仿了肌肉運(yùn)動(dòng)。

　　電機(jī)箱被納入該結(jié)構(gòu)中，以允許電流在執(zhí)行器之間流動(dòng)，最后再用SMA板和多級(jí)鑄造工藝構(gòu)建手指的其余部分。該團(tuán)隊(duì)采用了電阻加熱的過程（也被稱為焦耳加熱）使電流通過發(fā)熱導(dǎo)體。“伸指執(zhí)行器加熱時(shí)，機(jī)器人手指伸直，屈伸致動(dòng)器加熱時(shí)，手指彎曲。”研究人員解釋說，“因此，就是通過交替加熱和冷卻兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器來控制手指的彎曲和伸展。”

　　“因?yàn)镾MA需要一個(gè)加熱和冷卻過程，這將是對(duì)技術(shù)的一個(gè)挑戰(zhàn)，例如即使強(qiáng)制空氣對(duì)流，也需要長時(shí)間為其降溫，使其回到正常溫度，”Engeberg解釋說，“正因?yàn)槿绱耍覀儓F(tuán)隊(duì)利用該技術(shù)可以裝置在水下機(jī)器人身上，因?yàn)樵谒聹囟认陆邓俣雀鼮榭?。為了適應(yīng)水下環(huán)境，3D打印手指的頂部放置了熱絕緣體，有助于手指運(yùn)動(dòng)時(shí)冷卻驅(qū)動(dòng)器。”在測(cè)試水下速度時(shí)，教授提出了一種新的改進(jìn)的運(yùn)算，同時(shí)，他指出，該手指如果被作為一個(gè)假肢使用的話，需要降低冷卻設(shè)備的限制。

責(zé)任編輯：王元

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